变压器允许最大电流

1、630KVA变压器，低压侧额定电压400V,根据容量S = 1.732*电压*电流可以计算出额定电流 1 = 6300/（1.732*400）=9.1 千安=9100 安每相最大能承受的长期电流就是9100A允许短时间内过负荷运行，允许的量与时间及负荷率成反比，最大允许2小时内过负荷20%。也就是最大允许2小时内承受9100* （1+20%）= 10900安的电流。建议不要经常性过负荷使用，因为过负荷使用会导致变压器使用寿命会严重下 降。I=P/1.732/U由于变压器输出是400V所以就是630/1.732/0.4=909A变压器能带多少负载，决定于你的负载的性质。也就是大家说的功率因素。按

2、一般考虑为K=0.8o变压器的功率是视在功率S，你的负载所消耗的功率是有功功率Po他们的关系 是：P=K*So所以通过补偿可以提高功率因素Ko变压器可以提高他输出的有功 功率P教学方式：讲练结合教 具：被测变压器（10/0.4kV） 一台；功率表（cos6=0.1）三只；电流表三 只；平均值电压表、有效值电压表、频率表各一只；导线若干；工具若干课 时：4+4教 学 过 程项目二：变压器的工作原理、损耗、铭牌和实验变压器的工作原理、损耗、铭牌和实验（知识点部分）课题引入：为什么要高压输电？电能从发电厂输送到用户，输电线路电阻RX的损耗 px取决于通过输电线上的电流l的大 小令输送到用户的功率P=

3、UIcos由XX输出电线上的功率损耗：A p =I2R = （P /Ucose） 2 p L/S=C*1/U2Sp-输电线材料的电阻系数S-输电线的截面积U-输电线路负载端电压 C= P2pL/cos2由为常数说明：若S一定.U升高损耗AP减少若AP 一定.U升高，S减小，故可节省材料，则提 高送电电压U，可达到减少投资和降低运行费用的目的。变压器的概念：变压器是一种静止的电气设备。它利用电磁感应原理，把输入的交流电压升高或降低为同频 率的交流输出电压，满足高压送电、低压配电及其他用途的需要。变压器的用途：变压器具有变换电压、变换电流和变换阻抗的作用，具有隔离高电压或电流的作用，特殊 结构的变

4、压器，还可以具有稳压特性、陡降特性等。一、变压器的分类1、按用途不同分类：分为电力变压器（又可分为升压变压器、降压变压器、配电变压器、厂用变压器等）；特 种变压器（电炉变压器、整流变压器、电焊变压器等；仪用互感器（电压互感器、电流互感器、电流互感器）；试验用的高压变压器和调压器等。2、按绕组结构不同：分为双绕组、三绕组、多绕组变压器和自耦变压器。3、按铁心结构不同：分为心式变压器和壳式变压器。4、按相数不同：分为单相、三相、多相（如整流用的六相）变压器。5、按调压方式不同：分为无励磁调压变压器、有载调压变压器。6、按冷却方式不同：分为干式变压器、油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、强迫油循环冷却变

5、压器、强迫油循 环导向冷却变压器、充气式变压器等。7、按容量不同：分为小型变压器容量为630kVA及以下；中型变压器容量为800kVA6300kVA;大型变压器 容量8000kVA63000kVA;特大型变压器容量为900000kVA及以上。二、变压器的工作原理原绕组匝数为N1，副绕组匝数为N2。当变压器原绕组通以交流电流时，在铁心中产生交变磁通，根据电磁感应原理，原、副绕 组都产生感应电动势，副绕组的感应电动势相当于新的电源，这就是变压器的基本工作原理。 如图2 1。理想变压器：（不计电阻、铁耗和漏磁）一次与二次绕组完全耦合，且两绕组电阻为零，铁芯中损耗为零，铁芯的导磁率为无穷大，即 磁阻为

6、零。理想变压器的运行：原绕组加电压，产生电流，建立磁通，沿铁心闭合分别在原副绕组中感应电动势。图2 1变压器的工作原理U1变压器的变电压作用：由于线圈电阻为零，且一次、二次侧绕组完全耦合，故按照图中的假定正方向下:的U E Nu =- e = N 士 京一寸-k222 dtU E N222结论：只要改变原、副绕组的匝数比，就能按要求改变电压。变压器的变电流作用：U I - U I*2 k1结论：变压器在改变电压的同时，亦能改变电流。变压器的变阻抗作用 图中，二次侧绕组电路负载阻抗为： Z = U L I 2如果从一次侧绕组电路来看ZL，则其大小为：2 U 1 7 1 = - ZIk 2L1N

7、u TOC o 1-5 h z 7UN 1 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document Z =1L IN T HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 211N 1 2结论：变压器在改变电压的同时，亦能实现对阻抗的变换。本次小结：1、变压器是按电磁感应原理工作的静止电气设备，它在电力系统中用来传递电能、变换电 压和电流，以满足输电及用电的要求。在工业生产中，变压器还用于整流、电炉、电焊、调压、 测量与控制等很多方面。2、变压器的原绕组从交流电源吸收电能传递到副绕组供给负载，铁心中的磁通是能量传递 的中介桥梁。变压

8、器只能传递交流电能，而不能产生电能；只能改变交流电压或电流的大小， 不改变频率；在传递过程中几乎不改变电流与电压大小的乘积。3、变压器由铁心、绕组两个主要部分组成。铁心是变压器的磁路部分。电力变压器的铁心 一般采用0.35毫米厚的硅钢片叠装而成。绕组是变压器的电路部分，它是用电磁线绕制而成的。 电力变压器还有其他附件，如油箱、油枕、气体继电器、防爆管、分接头开关、绝缘套管等。 附件对绕组与铁心起散热、保护、绝缘等作用，它能保证变压器安全可靠地运行。三、变压器的损耗变压器运行时将产生损耗，变压器的损耗分两大类铜耗 1、基本铜耗2、杂散铜耗铁耗 1、基本铁耗2、杂散铁耗基本铜耗：一、二次绕组内电流

9、所引起时的直流电阻损耗。杂散铜耗：主要是由漏磁通所引起的肌肤效应，使绕组的有效电阻增大而增加的铜耗。以 及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。铜耗与负载电流的平方成正比。因此也称为可变损耗。铜耗与绕组的温度有关，一般用77度时的电阻值来计算。基本铁耗：变压器铁心中的磁滞与涡流损耗。杂散铁耗：主要是铁心接连处由于磁通密度分布不均匀所引起的损耗，和主磁通在铁轭夹 件，油箱等结构部件中所引起的涡流损耗。铁耗可近似认为与:或U12成正比。由于变压器 侧电压保持不变。故铁耗可视为不变损耗。（F不变的前提下）(N -I2( r IP = rI 2 + r 12 = rI+ rI 2 =1+ r12Cu1

10、12 21IN1222I K 22 J2p =. .P = rI 2 +CuN1 1NI 2I2 Nr 12 =2 2 N牛+ r I IK 2 2 J122 NP =-T p= p 2 PCu ICuNCuN1 2 N)四、变压器的效率，p p p- &P = P-P=声=F+Z?=七 T二T2112111、因变压器无转动部分，一般效率都很高，大多数在95%以上。大型变压器可达99%。测量变压器的效率一般不采用直接测P、P的方法，因P与P相差很小。测量仪器本身的 误差就可能超出次范围，一般用间接法测量变压器的效率。即测出各种损耗，再计算效率。土-司 P = mU I cos中考虑到：寸 22

11、2X p = P + P = P + mI 2 R”Fe CU Fe 2 Kp P mU I cosT 1= T =t2t -P mI U cos 甲 + P + mI2R 1222 Fe 2 K-rzg ml 2 R = P 可得：2 K Fe也=0令dI 2在计算效率时作以下假设：1.额定电压下空载损耗PO R PFe，且PFe不随负载的变化而变 化。2、额定电流时的PKN总PCUN，因铜耗与负载电流平方成正比，所以任一负载下的铜耗P = P I *2CU KN 23、计算P2时忽略了负载时U2的变化，即P = mu I cos 甲=I * S cos 中22 222 N2.门 1 E p

12、 P- P-6U+ P + PFe CU:.= 1= 1FeffYP mU I cos甲12 22=1P + 122 PnP0 P = 141/3S I * cos + P + P I *2 N 22 O KN 2、 ，P I *2 P因产生最大效率时 02 KN KN对应最大效率时负载电流的标幺值为： PI * = 02 PKN I*2 牝 0.5 0.6通过变压器空载和短路实验测取变压器的励磁参数和短路参数。变压器中的参数气,Z对变压器的运行性能有直接影响，知道了变压器的参数，就可绘出 一Z 等效电路，然后绘出等效电路，然后可以运用等效电路分析计算，m可通过空载试验来确定.ZZk可以通过试

13、验确定，这两个试验是变压器的主要试验项目.五、空载实验注:用大写字母表示高压端，小字母表示低压端.空载试验可在任一边作.但考虑到空载试 验所加电压较高，其电流较小，为试验的安全和仪器仪表选择方便，一般在低压侧作.如图2 2。图2-2变压器开了路试验的接线图测定方法:在低压方加U1.高压侧开路.都取Im,Po,U2o 由空载试验等效电路可知：Zm Z18可近似认为Zo=ZmZ = 1NmImZo = Zmx =Z 2 -R = 0K = UR 2m 12Ummmm20注：1、此时测得的值为归算到低压侧的值，如需归算到高压侧时参数应乘K 2.2、Zm与饱和程度有关，电压越高，磁路越饱和，Zm越小，

14、所以应以额定电压下测读的数据 计算励磁参数.六、短路试验图2-3变压器短路试验的接线图1、因短路试验电流大 电压低，一般在高压侧作，如图2-3.从等效电路可见.Zl=0,外 加电压仅用来克服变压器本身的漏阻抗压降，所以当Uk很低时，电流即到达额定，该电压为 (5-10%)Un.Zm Z18，且电压很低，所以很小,Zm大.绝大部分电流流经Zh可忽略激磁支路不计。 此时由电源输入的功率Pk完全消耗在一、二次绕组铜耗上，即：可按PK=12 R11+12 Rf22=12 RK KZKU =KIKRKP 12 x = *KK：2 R 2KKRi=Rf =2R K-2XX = X = K182。2一、 I

15、 = I汪意：1. k n ,读取Pk,Uk计算短路参数。2、由于绕组的电阻随温度而高.而短路试验一般在室温下进行,所以计算的电阻必须换算到 750c额定工作时的数据，按国际规定换算到的数据.ZK (750 c)R 2+ X 2:K(750c)KT + 75K (75 0c)K T +00上式中：。：室温T0：对铜线234.5,对铝线228短路试验时使电流达到额定值时所加电压ik称为阻抗电压或短路电压，阻抗电压用额定 电压百分比表示时有： TOC o 1-5 h z u I X Z ZU t X 100% K X 100% K Z * HYPERLINK l bookmark78 o Curr

16、ent Document k UUUK1N1N1N I1N阻抗电压百分比是铭牌数据之一，是变压器的主要参数，阻抗电压的大小反映变压器在额定负 载下运行时,漏阻抗压降的大小。七、变压器的铭牌1、型号：表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容。例如：S9-80/10：表示三相变压器（D表示单相），额定容量为80kVA，高压侧额定电压为10kV 级的电力变压器。2、额定值是正确使用变压器的依据，在额定状态下运行，可保证变压器长期安全有效的工 作。1）额定容量Sn :指变压器的视在功率。对三相变压器指三相容量之和。单位伏安（VA） 千伏安（KVA）2）额定电压Un :指线电压，U1N指

17、电源加到原绕组上的电压，U2n是副边开路即空载运 行时副绕组的端电压。3）额定电流N：由S N和两计算出来的电流，即为额定电流对单相变压器:N UN1Ns N- U2 NI _ NI对三相变压器：1N3 2 N2、4）额定频率f：我国规定标准工业用电频率为50赫（HZ）有些国家采用60赫。 此外，额定工作状态下变压器的效率、温升等数据均属于额定值。本次小结：、变压器的损耗基本铜损：原副线圈直流电阻的损耗 铜损附加铜损：漏磁场引起的好4 J基本铁损：磁滞和涡流损耗 铁损附加铁损：铁心、迭片间引起的铁损-不变损耗；铜损-可变损耗。、变压器的效率:、空载实验四、短路试验五、变压器的铭牌P P-2 =

18、PP +乙 P12P 一乙P 乙P 1= 1PP11变压器的工作原理、损耗、铭牌和实验（能力培养部分）一、空载实验1、实训目的1）测量变压器的空载电流和空载损耗；2）通过测试参数发现磁路的局部或整体缺陷；检查绕组匝间、层间绝缘是否良好，铁心硅 钢片间绝缘状况和装配质量等。2、实训设备被测变压器（10/0.4kV） 一台；功率表（cose=0.1）三只；电流表三只；平均值电压表、 有效值电压表、频率表各一只；导线若干；工具若干。3、实训步骤变压器空载试验方法有单相电源法和三相电源法两种，其接线图如下图所示。单相电源法 采用单相试验电源，适用于单相变压器试验和三相变压器的单相试验。三相电源法采用三

19、相试 验电源，只适用于三相变压器，试验时，功率损耗可采用三瓦特表或双瓦特表测量，一般使用 的是双瓦特表法。（a）单相变压器（b）三相变压器图2-4变压器的空载实验接线图按试验图接线，并选择电源;检查接线无误后，通电测试。4、空载电流和空载损耗的计算设外加相电压为U。，相电流为I。，P。为每相输入功率，空载试验时输入功率全部都是损耗 功率，所以P。（输入功率）就是空载损耗p。，即由以下公式表示:I Z 1=ox = (I Z 21 -r 2 =+c x x x oo o 1 m m电力变压器空载试验时，在额定条件下，空载电流的允许偏差为土 22%；空载损耗的允许 偏差为+15%。5、空载实验评分

20、标准项目检查配分评分标准扣分记录1 5记录电器名称、型号、电压电流及相关参数，每处扣2分工具仪表10(1 )工具使用、操作符合要求，每处扣4分(2 )仪表使用、操作符合要求，每处扣3分(3)仪表的正确读数，每处扣2分实验步骤50(1 )检查元器件扣5分(2)按试验图接线，并选择电源扣5分(3)检查接线无误后，通电测试扣5分(4)计算变压器的损耗扣5分验收记录25(1 )测试的功率及电流值扣5分(2)空载损耗是否在允许偏差范围扣5分(3)空载电流是否在允许偏差范围扣5分安全文明违反安全文明生产规程扣104 0分各注除定额时间外，各项最高扣分不得超过配分数二、短路试验1、实训目的测定变压器的短路损

21、耗Pk和短路电压Uk。2、实训设备被测变压器(10/0.4kV) 一台；功率表(cose=0.1)三只；电流表三只；平均值电压表、 有效值电压表、频率表各一只；导线若干；工具若干。3、实训意义短路试验就是将变压器一侧的绕组短路，从另一侧施加额定频率交流电压的试验。试验时， 一般是将二次侧短路，一次侧施加电压，当电压调整到额定电流时，记录功率和电压值，此时 换算到额定温度下便是变压器的短路损耗和短路电压，接线如图2 5所示：(a)单相变压器图2 5变压器短路试验接线图短路试验的意义：计算变压器的效率；确定变压器能否与其他变压器并联运行；计算变压器的短路电流；计算变压器二次侧的电压波动；发现变压去

22、在结构和制造商的缺陷。4、试验步骤变压器短路试验方法基本上与空载试验相似，不同之处是空载试验施加的是额定电压，短 路试验施加的是达到额定电流的电压。短路试验的方法也分为单相电源法和三相电源法。因变压器二次侧短路，外加电压为Uk会使流入的短路电流Ik达额定电流的1020倍， 将烧坏变压器，所以应调节Uk使短路电流Ik=IN，此时的外加电压只有额定电压的4%10%。 即由以下公式表示I Z 1= UI kPr = -k-kx = (I Z 21 -r 2 k kk5、讨论题比较空载试验和短路试验的原理接线图有何差别？为何空载试验时常在二次侧接电源，而短路试验又常在一次侧接电源？在一次侧接电源 空载

23、试验与在二次侧接电源作空载试验所求的数据有何不同？其实际的数值相差多少？6、短路实验评分标准项目检查配分评分标准扣分记录1 5记录电器名称、型号、电压电流及相关参数，每处扣2分工具仪表10(1 )工具使用、操作符合要求，每处扣4分(2 )仪表使用、操作符合要求，每处扣3分(3)仪表的正确读数，每处扣2分实验步骤50(1 )检查元器件扣5分(2)按试验图接线，并选择电源扣5分(3)检查接线无误后，通电测试扣5分验收记录25(1 )计算变压器的效率扣5分(2 )计算变压器的短路电流和二次侧的电压波动扣5分(3 )确定变压器能否与其他变压器并联运行扣5分安全文明违反安全文明生产规程扣104 0分备注除定额时间外，各项最高扣分不得超过配分数变压器标准容量有 200kVA、250kVA、315kVA、400kVA, 500kVA、 630kVA、 800kVA